具有复杂舱室结构的舰船疲劳强度分析方法研究

发布时间：2020-04-09 00:09

【摘要】：目前,国内外对船体与海洋结构物疲劳强度评估方法研究十分广泛深入,多种疲劳评估常用方法已趋于成熟。但这些方法的研究对象主要为常规船舶,对于具有复杂舱室结构的舰船,并没有一套完整的疲劳强度评估方法与之相对应,相应的设计依据也很少。相比于散货船、油船等常规船舶,复杂舱室船船体结构复杂、航行工况多样,疲劳问题尤为突出。本文以某复杂舱室船为例,探讨适用于复杂舱室船结构疲劳强度评估的方法。主要研究内容主要包括以下几个方面:1)详细对比分析《水面舰艇结构设计计算方法》(GJB/Z 119-99)(以下简称“GJB规范”)、CCS船级社《船体结构疲劳强度指南》2014版规范(以下简称“CCS规范”)、DNV 船级社《Fatigue Assessment of Ship Structures》2010 版规范(以下简称“DNV 规范”)和 BV 船级社《Rules for the Classification of Military Ships》规范(以下简称“BV 规范”)中疲劳强度评估简化方法的异同。探讨将四种规范简化计算法引入到复杂舱室船船体结构疲劳强度评估中的可行性。2)复杂舱室船船体结构复杂,航行工况多样,典型节点众多,需要考虑的疲劳校核部位相应增多。针对疲劳校核部位选取的问题,本文提出基于谱分析的有限元基本网格疲劳热点筛选方法,确定目标船疲劳问题严重的节点位置,并采用谱分析法对筛选位置进行细化节点的疲劳强度评估。3)采用基于设计波的直接计算法对目标船校核位置的疲劳损伤度进行计算,将结果与谱分析计算结果对比分析,探讨设计波法在复杂舱室船疲劳强度评估中的应用。4)采用断裂力学法对目标船典型焊接结构疲劳寿命进行计算,从不同初始裂纹尺寸下计算结果的对比分析中,得出初始裂纹尺寸衡准,并探讨断裂力学法在复杂舱室船焊接结构疲劳评估中的应用。5)将各评估方法的计算结果对比分析,综合考虑各方法的优缺点,最终提出适用于复杂舱室船疲劳强度校核的综合性方法。
【图文】：

曲线,舱室,横剖面

虑的典型节点个数多，疲劳校核部位的选取较为困难。复杂舱室船的典型节点中，很都为超规范节点形式，规范中现有的Ｓ－Ｎ曲线并不适用。散货船、油船、集装箱船等规船型结构形式简单，规范中对其疲劳强度评估节点位置有比较全面的规定，校核中Ｓ－Ｎ曲线也可以从规范现有的Ｓ－Ｎ曲线中选取。图１．１－１．４列出了复杂舱室船、散货船、逡逑油船和集装箱船的典型横剖面图，可以直观地看出四种船型结构上存在很大区别。逡逑２）散货船、油船和集装箱船等常规船舶具有较短的上层建筑结构，其参与船体总逡逑纵强度的程度较小，，不易产生疲劳破坏，通常不重点考虑该部位的疲劳性能。而复杂室船具有长上层建筑结构（上建长度一般大于％邋），长上建结构参与船体总纵强度的逡逑程度很大，疲劳问题十分突出。逡逑３）复杂舱室船具有压载水舱、饮用水舱、洗涤水舱、燃油舱等众多液货舱，装载逡逑工况多样，在船体结构疲劳强度评估时，需要分别考虑多种装载工况的结构疲劳损伤度将各损伤度分量组合，获得疲劳累积损伤度。逡逑、‘．＾逦逦７逦１逡逑逦

油船,横剖面,舱室

逦邋ｊ逡逑图１．３油船典型横剖面逦图１．４集装箱船典型横剖面逡逑１．４本文主要研究内容逡逑本文研究了复杂舱室船结构疲劳强度评估的简化算法、谱分析法、设计波法和断裂逡逑力学法，探讨几种疲劳评估方法应用到复杂舱室船疲劳校核中的可行性，研究出一套针逡逑对复杂舱室船疲劳强度评估的适用性方法［５４］。主要研究内容包括以下几方面：逡逑１）
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U674.70

【参考文献】